JPH06224025A - 電流リード - Google Patents
電流リードInfo
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- JPH06224025A JPH06224025A JP4120155A JP12015592A JPH06224025A JP H06224025 A JPH06224025 A JP H06224025A JP 4120155 A JP4120155 A JP 4120155A JP 12015592 A JP12015592 A JP 12015592A JP H06224025 A JPH06224025 A JP H06224025A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 酸化物超電導体にクエンチ対策機構と良好な
補強構造を得て、冷却効率に優れた電流リードを提供す
る。 【構成】 金属製の良電導体の細管を複数本束ねたもの
を酸化物超電導体と一体化し、その両端には良電導体の
金属板を一体化してケーブル接続板を設ける。細管に超
電導装置冷却用タンクから蒸発する冷媒を通じることに
より冷却する、蒸発ガス冷却タイプの電流リードとす
る。
補強構造を得て、冷却効率に優れた電流リードを提供す
る。 【構成】 金属製の良電導体の細管を複数本束ねたもの
を酸化物超電導体と一体化し、その両端には良電導体の
金属板を一体化してケーブル接続板を設ける。細管に超
電導装置冷却用タンクから蒸発する冷媒を通じることに
より冷却する、蒸発ガス冷却タイプの電流リードとす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は極低温下において作動す
る超電導装置に電流供給を行う超電導体電流リードに関
する。
る超電導装置に電流供給を行う超電導体電流リードに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超電導コイル装置の構造を図面と
ともに説明する。図４は従来の超電導コイル装置の構造
の一例を示す断面図である。コイル容器１５内に冷媒１
４を満たし、その中に超電導コイル１３が設置されてい
る。コイル容器１５は熱シールド板１７で遮蔽され、ク
ライオスタット１６の内に収められている。
ともに説明する。図４は従来の超電導コイル装置の構造
の一例を示す断面図である。コイル容器１５内に冷媒１
４を満たし、その中に超電導コイル１３が設置されてい
る。コイル容器１５は熱シールド板１７で遮蔽され、ク
ライオスタット１６の内に収められている。
【０００３】超電導コイル１３に正極用電流リード１１
および負極用電流リード１２を接続して、電源１８から
給電する。冷媒１４が消費されて蒸発すると電流リード
を通って上昇する構造となっている。この構造の装置で
は蒸発するガスを通して電流リードが冷却され、外部か
らの熱侵入を減少させて冷却効率を上げる。
および負極用電流リード１２を接続して、電源１８から
給電する。冷媒１４が消費されて蒸発すると電流リード
を通って上昇する構造となっている。この構造の装置で
は蒸発するガスを通して電流リードが冷却され、外部か
らの熱侵入を減少させて冷却効率を上げる。
【０００４】超電導コイルに給電するのに使用される電
流リードの一例について図面とともに説明する。図５は
従来型の電流リードの構造の一例を示す斜視図である。
銅や銀等の金属製の良電導体の細管あるいは細線２１を
束ねた構造の電流リードである。蒸発ガス冷却タイプで
は細管あるいは細線の間隙にコイル容器から蒸発した冷
媒を通して電流リードを冷却している。電流リード両端
の電極部の側面あるいは底面に、板状や分フィン状のケ
ーブル接続板２２・２３がハンダ付け等で電気的に接続
されていて、一方が極低温側の内部ケーブル接続板２
３、他方が常温側の外部ケーブル接続板２２となってい
る。図に示したような電流リードを正極用、負極用の２
本用いて超電導コイル装置に給電を行っている。
流リードの一例について図面とともに説明する。図５は
従来型の電流リードの構造の一例を示す斜視図である。
銅や銀等の金属製の良電導体の細管あるいは細線２１を
束ねた構造の電流リードである。蒸発ガス冷却タイプで
は細管あるいは細線の間隙にコイル容器から蒸発した冷
媒を通して電流リードを冷却している。電流リード両端
の電極部の側面あるいは底面に、板状や分フィン状のケ
ーブル接続板２２・２３がハンダ付け等で電気的に接続
されていて、一方が極低温側の内部ケーブル接続板２
３、他方が常温側の外部ケーブル接続板２２となってい
る。図に示したような電流リードを正極用、負極用の２
本用いて超電導コイル装置に給電を行っている。
【０００５】従来型の電流リードは侵入熱によって、お
およそであるが、定格通電量が５００Ａのもので通電時
に１．４ｌ／ｈｒの液体ヘリウム、定格通電量が１００
Ａのもので０．５６ｌ／ｈｒの液体ヘリウムを消費して
いる。電流リードの侵入熱を考慮して冷媒の貯量と補給
インターバルや液化装置、冷凍装置の性能が選定されて
いる。蒸発ガス冷却タイプを採用したことにより１Ａあ
たりに換算すると液体ヘリウムの消費量を０．００２８
ｌ／ｈｒまでに抑えている。
およそであるが、定格通電量が５００Ａのもので通電時
に１．４ｌ／ｈｒの液体ヘリウム、定格通電量が１００
Ａのもので０．５６ｌ／ｈｒの液体ヘリウムを消費して
いる。電流リードの侵入熱を考慮して冷媒の貯量と補給
インターバルや液化装置、冷凍装置の性能が選定されて
いる。蒸発ガス冷却タイプを採用したことにより１Ａあ
たりに換算すると液体ヘリウムの消費量を０．００２８
ｌ／ｈｒまでに抑えている。
【０００６】上に説明したような金属製の電流リードの
他、酸化物超電導体を用いた電流リードも開発されてい
る。酸化物超電導体電流リードの場合、高温超電導体を
選んで液体窒素等の液体ヘリウムより高温の冷媒タンク
等を備えて冷却し、通電を行っている。
他、酸化物超電導体を用いた電流リードも開発されてい
る。酸化物超電導体電流リードの場合、高温超電導体を
選んで液体窒素等の液体ヘリウムより高温の冷媒タンク
等を備えて冷却し、通電を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように極低温に冷
却されて作動する超電導コイル装置に電流を供給する電
流リードには、優れたエネルギー効率で大電流を供給で
き、電流リードを介しての熱侵入が起こらないような構
造や材質が要求されている。侵入熱と通電時の発熱を減
らして冷媒の消費を抑え、冷却効率を上げることが重要
な課題となっている。
却されて作動する超電導コイル装置に電流を供給する電
流リードには、優れたエネルギー効率で大電流を供給で
き、電流リードを介しての熱侵入が起こらないような構
造や材質が要求されている。侵入熱と通電時の発熱を減
らして冷媒の消費を抑え、冷却効率を上げることが重要
な課題となっている。
【０００８】金属製等の良電導体の電流リードはジュー
ル熱による発熱が大きく、通電時には電流リードから超
電導コイル装置への侵入熱が６０％程度増加する。従来
型のなかで冷却効率の優れた蒸発ガス冷却タイプの電流
リードであっても、通電量が大きく侵入熱が大きくなる
ほど冷媒の消費量が増加し、大型の液化装置や冷凍装置
が必要となるため、コスト面に問題があり、冷却効率も
思うようには改善されていない。
ル熱による発熱が大きく、通電時には電流リードから超
電導コイル装置への侵入熱が６０％程度増加する。従来
型のなかで冷却効率の優れた蒸発ガス冷却タイプの電流
リードであっても、通電量が大きく侵入熱が大きくなる
ほど冷媒の消費量が増加し、大型の液化装置や冷凍装置
が必要となるため、コスト面に問題があり、冷却効率も
思うようには改善されていない。
【０００９】酸化物超電導体は低温での熱伝導率が極め
て小さく、比較的高温でも超電導状態を呈するため、極
低温部から低温部までの温度勾配のある熱侵入を極力抑
えたい環境で大電流を供給するのに適した材質である。
しかし、酸化物超電導体電流リードを冷却するための冷
媒や冷却装置がさらに必要となるため、装置の大型化や
コストの上昇を招いている。また酸化物超電導体は機械
的強度の小さい脆い材質であるため取扱いがむずかし
く、クエンチ発生時の対策も講じなければならないな
ど、電流リードに利用するためには、解決しなければな
らない問題が多くある。
て小さく、比較的高温でも超電導状態を呈するため、極
低温部から低温部までの温度勾配のある熱侵入を極力抑
えたい環境で大電流を供給するのに適した材質である。
しかし、酸化物超電導体電流リードを冷却するための冷
媒や冷却装置がさらに必要となるため、装置の大型化や
コストの上昇を招いている。また酸化物超電導体は機械
的強度の小さい脆い材質であるため取扱いがむずかし
く、クエンチ発生時の対策も講じなければならないな
ど、電流リードに利用するためには、解決しなければな
らない問題が多くある。
【００１０】本発明は、酸化物超電導体にクエンチ対策
機構と良好な補強構造を得て、冷却効率に優れた電流リ
ードを提供することを目的とする。
機構と良好な補強構造を得て、冷却効率に優れた電流リ
ードを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では金属製の良電導体の細管を複数本束ね
たものを酸化物超電導体と一体成形化し、蒸発ガス冷却
タイプの酸化物超電導体電流リードとする。電流リード
の両端には良電導体の金属板を取り付けてケーブル接続
板を設ける。金属製の細管が酸化物超電導体と一体化さ
れているため、酸化物超電導体がクエンチを起こした場
合、細管が電流のバイパス路となり、焼損の恐れがなく
なる。また細管が酸化物超電導体を機械的に補償し、破
損防止の役割も果たしている。
めに、本発明では金属製の良電導体の細管を複数本束ね
たものを酸化物超電導体と一体成形化し、蒸発ガス冷却
タイプの酸化物超電導体電流リードとする。電流リード
の両端には良電導体の金属板を取り付けてケーブル接続
板を設ける。金属製の細管が酸化物超電導体と一体化さ
れているため、酸化物超電導体がクエンチを起こした場
合、細管が電流のバイパス路となり、焼損の恐れがなく
なる。また細管が酸化物超電導体を機械的に補償し、破
損防止の役割も果たしている。
【００１２】本発明の電流リードの構造を図面とともに
説明する。図１、図２は本発明の電流リードの構造の一
例を説明する図面で、図１は斜視図、図２は断面図であ
る。図１の電流リードの矢線Ａの示す部分は常温側端
で、図２（Ａ）の断面図を見るとわかるように、周囲が
銅製の金属管７で内部に銀製の細管１が複数束ねられて
いる。金属管７と細管１の間隙、および、金属管７の外
周と銅等の外部ケーブル接続板２は、ハンダ付け等で電
気的に接続されている。細管１は銀あるいは銅などの良
電導体に銀鍍金を施したものが適当である。この細管は
電流リードの他端の極低温側まで通じている。図１中の
矢線Ｂで示したのは、電流リードの本体部分で図２
（Ｂ）の断面図を見るとわかるように、酸化物超電導体
４と常温部から通じている細管１が埋め込まれて一体化
されている。図１の矢線Ｃで示す部分は極低温側端で、
図２（Ｃ）の断面図を見るとわかるように、常温側端か
ら細管１が通じている。銀製の内部ケーブル接続板３が
酸化物超電導体４に一部埋め込まれて一体化され、超電
導コイル装置に接続できるようになっている。超電導コ
イル装置に備えられている冷媒タンクからの蒸発ガス電
流リードの細管を通って酸化物超電導体を冷却する、蒸
発ガス冷却タイプの電流リードである。
説明する。図１、図２は本発明の電流リードの構造の一
例を説明する図面で、図１は斜視図、図２は断面図であ
る。図１の電流リードの矢線Ａの示す部分は常温側端
で、図２（Ａ）の断面図を見るとわかるように、周囲が
銅製の金属管７で内部に銀製の細管１が複数束ねられて
いる。金属管７と細管１の間隙、および、金属管７の外
周と銅等の外部ケーブル接続板２は、ハンダ付け等で電
気的に接続されている。細管１は銀あるいは銅などの良
電導体に銀鍍金を施したものが適当である。この細管は
電流リードの他端の極低温側まで通じている。図１中の
矢線Ｂで示したのは、電流リードの本体部分で図２
（Ｂ）の断面図を見るとわかるように、酸化物超電導体
４と常温部から通じている細管１が埋め込まれて一体化
されている。図１の矢線Ｃで示す部分は極低温側端で、
図２（Ｃ）の断面図を見るとわかるように、常温側端か
ら細管１が通じている。銀製の内部ケーブル接続板３が
酸化物超電導体４に一部埋め込まれて一体化され、超電
導コイル装置に接続できるようになっている。超電導コ
イル装置に備えられている冷媒タンクからの蒸発ガス電
流リードの細管を通って酸化物超電導体を冷却する、蒸
発ガス冷却タイプの電流リードである。
【００１３】図３に本発明の電流リードの成形方法の一
例を説明するＣＩＰ成形容器の断面図を示す。円筒形の
ＣＩＰ成形容器５の底部には銀製の内部ケーブル接続板
を立てて酸化物超電導体原料粉６を充填し、ＣＩＰ、焼
結等の処理を行う。焼結法の他、溶融法、部分溶融法等
の適当な方法で加工しても、酸化物超電導体と細管、接
続板の複合体を得る。得られた複合体に銅製の金属管を
露出している細管に取り付けて細管と金属管の間隙にハ
ンダを入れて電気的接続を保つ。金属管に銅製の外部ケ
ーブル接続板を電気的に接続すると電流リードとなる。
例を説明するＣＩＰ成形容器の断面図を示す。円筒形の
ＣＩＰ成形容器５の底部には銀製の内部ケーブル接続板
を立てて酸化物超電導体原料粉６を充填し、ＣＩＰ、焼
結等の処理を行う。焼結法の他、溶融法、部分溶融法等
の適当な方法で加工しても、酸化物超電導体と細管、接
続板の複合体を得る。得られた複合体に銅製の金属管を
露出している細管に取り付けて細管と金属管の間隙にハ
ンダを入れて電気的接続を保つ。金属管に銅製の外部ケ
ーブル接続板を電気的に接続すると電流リードとなる。
【００１４】電流リードに通じている細管に冷媒の蒸発
ガスが通り、細管と酸化物超電導体が冷却されて臨界温
度以下になる。超電導体の電気抵抗が極めて小さくなる
ため、ジュール熱は無視できるほど小さく、非通電時と
大差のない侵入熱となる。常温側に近い部分では蒸発ガ
スでは臨界温度以下に冷却されない場合も考えられる
が、酸化物超電導体からごく一部が細管を経て銅等の金
属管、外部ケーブル接続板へと電流が流れるだけで、問
題となるような侵入熱の増加は起こらない。超電導体に
万一クエンチが発生しても、抵抗の急上昇した超電導体
を避けて細管へと電流が流れ込むため、超電導体の焼損
を防ぎ、安定した電力供給を得られる。さらに細管が脆
性の酸化物超電導体の強度を補償し、破損を防止してい
る。金属管、接続板や細管が超電導体と一体成形してあ
るため、互いに電気的接触が良好で接触抵抗が低く、ジ
ュール熱の発生も低い。本発明の電流リードではジュー
ル熱を無視できるほど小さくすることも出来るため、１
Ａあたり０．００２８×０．６＝０．００１７程度まで
液体ヘリウムの消費量を低減させることも可能である。
ガスが通り、細管と酸化物超電導体が冷却されて臨界温
度以下になる。超電導体の電気抵抗が極めて小さくなる
ため、ジュール熱は無視できるほど小さく、非通電時と
大差のない侵入熱となる。常温側に近い部分では蒸発ガ
スでは臨界温度以下に冷却されない場合も考えられる
が、酸化物超電導体からごく一部が細管を経て銅等の金
属管、外部ケーブル接続板へと電流が流れるだけで、問
題となるような侵入熱の増加は起こらない。超電導体に
万一クエンチが発生しても、抵抗の急上昇した超電導体
を避けて細管へと電流が流れ込むため、超電導体の焼損
を防ぎ、安定した電力供給を得られる。さらに細管が脆
性の酸化物超電導体の強度を補償し、破損を防止してい
る。金属管、接続板や細管が超電導体と一体成形してあ
るため、互いに電気的接触が良好で接触抵抗が低く、ジ
ュール熱の発生も低い。本発明の電流リードではジュー
ル熱を無視できるほど小さくすることも出来るため、１
Ａあたり０．００２８×０．６＝０．００１７程度まで
液体ヘリウムの消費量を低減させることも可能である。
【００１５】
【発明の効果】上記のように本発明の電流リードによれ
ば、銀等の良電導性の細管と酸化物超電導体を一体化し
て構成するため、超電導体の機械的強度が補償され、ク
エンチ発生時の電流バイパスが確保され、安定して超電
導コイル装置に給電することが出来る。細管に冷媒の蒸
発ガスを通じることにより優れた冷却効率を備えた酸化
物超電導体電流リードが得られ、冷却効率に優れた超電
導コイルシステムを提供することが出来る。酸化物超電
導体を用いているため、ジュール熱の発生が極めて小さ
く、電流リードを介する侵入熱は減少するため、冷媒の
消費量を低減し、冷却装置の小型化、高効率化を図るこ
とが出来る。
ば、銀等の良電導性の細管と酸化物超電導体を一体化し
て構成するため、超電導体の機械的強度が補償され、ク
エンチ発生時の電流バイパスが確保され、安定して超電
導コイル装置に給電することが出来る。細管に冷媒の蒸
発ガスを通じることにより優れた冷却効率を備えた酸化
物超電導体電流リードが得られ、冷却効率に優れた超電
導コイルシステムを提供することが出来る。酸化物超電
導体を用いているため、ジュール熱の発生が極めて小さ
く、電流リードを介する侵入熱は減少するため、冷媒の
消費量を低減し、冷却装置の小型化、高効率化を図るこ
とが出来る。
【図１】本発明の電流リードの構造の一例を示す側面図
である。
である。
【図２】本発明の電流リードの構造の一例を示す断面図
である。
である。
【図３】本発明の電流リードの成形方法の一例を説明す
るＣＩＰ成形容器の断面図である。
るＣＩＰ成形容器の断面図である。
【図４】従来の超電導コイル装置の構造の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図５】従来型の電流リードの構造の一例を示す側面図
である。
である。
１ 細管 ２ 外部ケーブル接続板 ３ 内部ケーブル接続板 ４ 酸化物超電導体 ５ ＣＩＰ成形容器 ６ 酸化物超電導体原料粉 １１ 正極用電流リード １２ 負極用電流リード １３ 超電導コイル １４ 液体ヘリウム １５ コイル容器 １６ クライオスタット １７ 熱シールド板 １８ 電源 ２１ 細管または細線 ２２ 外部ケーブル接続板 ２３ 内部ケーブル接続板
Claims (2)
- 【請求項１】 冷媒ガスが通過する中空部を備えた良電
導性金属細管と酸化物超電導体を一体に成形焼結した電
流路を備えたことを特徴とする電流リード。 - 【請求項２】 前記良電導性金属細管が銀または銀メッ
キした良電導性金属であることを特徴とする請求項１記
載の電流リード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120155A JPH06224025A (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 電流リード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4120155A JPH06224025A (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 電流リード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06224025A true JPH06224025A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=14779321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4120155A Pending JPH06224025A (ja) | 1992-04-14 | 1992-04-14 | 電流リード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06224025A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104625280A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-05-20 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于超导线圈的焊接结构 |
-
1992
- 1992-04-14 JP JP4120155A patent/JPH06224025A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104625280A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-05-20 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于超导线圈的焊接结构 |
| CN104625280B (zh) * | 2014-12-29 | 2016-08-17 | 中国科学院电工研究所 | 一种用于超导线圈的焊接结构 |
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